Giovedì 15 04 2021

La scienza sott'acqua

di Giorgio Caramanna
La scienza sott'acqua

Il nostro pianeta si chiama Terra ma si dovrebbe chiamare Oceano se si considerasse la percentuale di copertura delle acque rispetto a quella della terraferma. La stessa vita si e' molto probabilmente originata sul fondo dei mari primordiali dove gas e composti chimici emessi da sorgenti geotermiche sottomarine hanno creato condizioni uniche ed adatte alla formazione dei primi semplici organismi.

Gli oceani giocano un ruolo fondamentale nel controllo del clima della Terra trasferendo immense quantità di calore dalle zone tropicali verso quelle temperate e contribuendo in maniera decisiva al bilancio idrologico mondiale.

Il fitoplancton e' la fonte primaria di ossigeno e costituisce l'anello base della complessa catena alimentare dei mari.

I fondali marini ospitano depositi di minerali ed idrocarburi il cui sfruttamento garantisce importanti risorse ma al contempo pone gravissimi rischi per l'ecosistema in caso di incidenti.

Per dare un'idea dell'immensità dell'ambiente marino e delle difficoltà associate alla sua esplorazione basti ricordare che sono andati più uomini sulla Luna di quanti abbiano raggiunto la Fossa delle Marianne che con i suoi 11.034 metri di profondità è il punto più profondo della Terra.

Nonostante le innegabili problematiche legate all'esplorazione sottomarina diversi tentativi di permanenza a lungo termine sono stati fatti soprattutto negli anni 60 del XX secolo.

Il primo habitat sottomarino "Saealab I" era poco più di un cilindro metallico lungo circa 12 metri con un diametro di meno di 3 metri adagiato sui fondali delle isole Bermuda ad una profondità di 60 metri. Quattro "acquanauti" vivranno in questo angusto spazio per 12 giorni.

Sulla spinta del successo si replica con " Sealab II" al largo della California a profondità simili ma in condizioni ambientali più impegnative con acque fredde e torbide.

Nella nuova struttura 28 subacquei si alterneranno per un totale di 45 giorni sul fondo. Purtroppo durante le fasi preparatorie di quello che doveva essere "Sealab III" un grave incidente coinvolge uno degli operatori che perde la vita in immersione.

Il programma viene cancellato ma i suoi risultati sono importantissimi avendo aperto la via alle immersioni in saturazione che oggi costituiscono il metodo di lavoro preferenziale per le operazioni in medio ed alto fondale.

Se gli esperimenti di permanenza a lungo termine sul fondali sono stati i precursori delle immersioni commerciali lo sviluppo dei sistemi autonomi di respirazione SCUBA (Self Contained Underwater Breathing Apparatus) ha permesso agli scienziati di studiare e lavorare in prima rersona sott'acqua. Oggi ogni anno vengono fatte migliaia di immersioni scientifiche supportando ricerche nel più svariati campi.

Geologia, biologia, archeologia, medicina sono tutti settori che traggono giovamento dalla possibilità per i ricercatori di lavorare sott'acqua.

Diverse organizzazioni sono dedite al supporto dei ricercatori subacquei; negli Stati Uniti à la AAUS (American Academy of Underwater Sciences) l'ente di riferimento fin dalla sua fondazione nel 1977. Ogni anno centinaia di nuovi ricercatori vengono formati secondo precisi standard condivisi dalla comunità scientifica internazionale. Analogamente In Italia nel 201O si e' formata la AIOSS (Associazione Italiana Operatori Scientifici Subacquei) che supporta l'addestramento ed il lavoro del ricercatori subacquei integrandoli in un contesto Europeo essendo uno dei 31 membri dell'European Scientific Diving Panel (ESDP).

Lo scopo dell'ESDP e' di promuovere iniziative scientifiche pan-europee che utilizzino l'immersione scientifica come strumento di ricerca; a tal fine una serie di standard sono stati sviluppati per garantire qualità e sicurezza degli operatori scientifici subacquei.

Un tipico corso di formazione per operatore scientifico subacqueo (scientific diver) include approfondimenti su fisica e fisiologia dell'immersione, pianificazione delle operazioni, gestione del rischio ed un estensiva parte in acqua con un misto di esercizi base e specifici per le operazioni di ricerca subacquea. Molto spesso la durata di detto corso è di alcuni mesi con frequenza bisettimanale per un totale di non meno di 30-40 ore. Una volta terminato il corso il novello subacqueo viene in genere affiancato da colleghi più esperti per continuare la formazione "sul campo" in modo sicuro e proficuo.

Sul piano lavorativo molti subacquei scientifici sono impiegati da enti di ricerca ed università ed usano l'attività in immersione come parte degli strumenti a loro disposizione per condurre le necessarie ricerche. Alcuni di loro poi si orienteranno verso la formazione divenendo perciò Istruttori in grado di formare nuovi operatori scientifici subacquei.

La possibilità per un ricercatore di studiare in prima persona l'ambiente sommerso è unica poiché permette di acquisire informazioni chiave e, in diversi casi, effettuare esperimenti "sul campo" che contribuiscono in modo sostanziale alla qualità del lavoro.

Il sistema scuba è quello più usato nelle immersioni scientifiche grazie alla sua relativa semplicità d'uso, costi contenuti e provata affidabilità. Il continuo sviluppo tecnologico tuttavia ha reso disponibill nuovi strumenti come ad esempio uno scafandro rigido normobarico (l'operatore al suo interno è esposto alla semplice pressione di un'atmosfera come se rimanesse in superficie) e semiautonomo che consente di operare ad alta profondità in sicurezza. Prodotto dalla Canadese Nuytco Reserach e chiamato "Exosuit" e' costruito in lega di alluminio, pesa circa 240 chili ed è in grado di operare fino a 300 metri di profondità.

Lo scafandro e' collegato alla superficie attraverso un ombelicale che fornisce alimentazione elettrica e comunicazione audio e video. Una delle novità chiave è l'uso di un sistema di 18 giunture che garantiscono un livello di libertà di movimento mai provato prima in questo tipo di scafandri.

Nonostante il suo peso la Exosuit una volta in acqua è praticamente neutra ed un sistema di quattro propulsori elettrici da 1.6 cavalli ognuno ospitati in una sorta di "zaino" consente all'operatore di muoversi nelle tre dimensioni con uno sforzo minimo.
I propulsori sono comandati mediante due pedali posti sotto i piedi del pilota, che siede su una sorta di sellino da moto.

L'atmosfera interna è controllata elettronicamente da un rebreather che elimina la CO2 prodotta e garantisce fino a 50 ore di sopravvivenza anche in caso di perdita di contatto con la superficie.

Una serie di accessori, incluse luci LED, telecamere HD ed un sonar, completano la dotazione di bordo.
Un ulteriore vantaggio è che la Exosuit può essere controllata dalla superficie, come un ROV, con un chiaro incremento di sicurezza e consentendo a personale anche con training limitato di usare il sistema.

Le potenzialità di studio dell'ambiente sommerso sono praticamente infinite e solo il futuro ci potrà dire quali nuove scoperte verranno fatte e come queste influenzeranno non solo la conoscenza ma anche la vita degli uomini in termini di nuove risorse e soluzioni per i numerosi problemi della nostra società.

Giorgio Caramanna

Geologo (PhD) ed oceanografo, ha fondato la società di consulenza GeoAqua nel 2015 anche al fine di condividere la sua esperienza di ricercatore e subacqueo scientifico, sensibilizzando l’opinione pubblica sui principali problemi ambientali. In possesso di una notevole esperienza in idrogeologia e geochimica ed oltre quindici anni di esperienza come subacqueo scientifico in una varietà di ambienti ha condotto diverse attività di ricerca ed è sttao delegato del gruppo europeo di immersioni scientifiche. Ha lavorato come ricercatore presso molte istituzioni internazionali operando in ambienti multidisciplinari con diverse università. È autore di più di cinquanta articoli ed è revisore di riviste internazionali. Attualmente lavora negli Stati Uniti collaborando come consulente al Woods Hole Oceanographic Institution. Nel 2018 ha ricevuto il Tridente d’oro dell’Accademia Internazionale di Scienze e Tecniche subacquee. Non ultimo è main reporter di OCEAN4FUTURE dagli Stati Uniti

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